[发明专利]参考面平面度检验的优化方法

说明书

本发明涉及一种参考面平面度检验的优化方法，将第一平面标准镜和第二平面标准镜及被测件通过数字波面干涉仪的参考面平面度检验方法进行测量，并计算出第一平面标准镜的工作面A、第二平面标准镜的工作面B和被测件的被测面C的绝对面形分布；通过已经计算得出的第一平面标准镜的工作面A、第二平面标准镜的工作面B和被测件的被测面C的Zernike多项式系数，进行角度扫描的仿真计算，求得不同旋转角度下，被测件的被测面C的计算误差，选择其计算误差最小值对应的旋转角度作为附加测试的旋转角度；通过简单计算即可以得到三个平面更高精度的平面度检验结果。本发明通过优化测试中所需旋转的角度，提高了平面度检验精度，适用于多个面形的绝对测量。

技术领域

本发明涉及一种参考面平面度光学检测方法，尤其涉及一种基于平面反射的平面度绝对检验方法。

背景技术

高精度干涉仪表面测量变得越来越重要，不但在传统的光学制造领域，而且在像光盘面或者半导体晶体面这样的新领域。面形峰谷值PV在亚纳米范围的检测精度要求越来越多。随着现代工业和科学技术的飞速发展，特别是近代大规模集成电路技术的不断提高，对系统的精度要求日益提高。在光刻系统中，越来越短的波长要求我们使用更高精度的光刻物镜。在这之前我们需要更高精度的检测技术来满足加工及系统集成的需要。光学面形高精度检测技术是极大规模集成电路及成套设备制造工艺中关键技术之一。在高精度移相干涉仪中，主要测量参考面和待测面的相位差，测量结果既有待测面的面形误差，又有参考面的误差。移相干涉测量法的测量重复性精度非常高，但是测量的精度受限于参考面的精度。如果参考面的误差可以移除，整个干涉仪的测量精度就可以有较大提高。绝对检验方法就是在这种背景下提出的，通过在移相干涉法的基础上增加一定的操作，来移除参考面的误差，从而达到提高测量精度的目的。

最著名的绝对测量方法是三平面法，通过平面互检，旋转的方式，将三个平面的面形解出来。三平面互检绝对平面测量法这种精确的干涉方式在这种传统的三平面方式中，平面是成对比较的。通过旋转平面，沿着一些平面直径的方向的面形偏差可以求出。具有更多平面测量和更多旋转的方法也紧接着被提出。

从轮廓测量到全孔径测量，在经典的三平面法的基础上衍生了许多方法。一种方法是旋转其中一个平面，通过增加角度旋转后的数据来解出面形结果，而通过旋转其中一个平面并将旋转角度代入计算出新的波面Zernike系数的关系并求得三个平面的绝对面形检验结果，很大程度上计算精度取决于被旋转表面本身Zernike多项式系数。对于不同表面的Zernike多项式系数，最小计算误差匹配的测量旋转角度各不相同。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于Zernike系数旳参考面平面度检验的优化方法，通过附加测量，得出参考面形偏差，进一步提高平面面形的检测精度。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种参考面平面度检验的优化方法，包括以下步骤：

步骤一：将第一平面标准镜和第二平面标准镜及被测件通过数字波面干涉仪的参考面平面度检验方法进行测量，并计算出第一平面标准镜的工作面A、第二平面标准镜的工作面B和被测件的被测面C的绝对面形分布；

步骤二：通过已经计算得出的第一平面标准镜的工作面A、第二平面标准镜的工作面B和被测件的被测面C的Zernike多项式系数，进行角度扫描的仿真计算，求得不同旋转角度下，被测件的被测面C的计算误差，选择其计算误差最小值对应的旋转角度作为附加测试的旋转角度。

步骤三：将第二平面标准镜装夹在相同位置，将被测件装夹在原始测量位置并依据步骤二中选择角度进行旋转，调整第二平面标准镜的位置使其中心回到标定位置，使第二平面标准镜的工作面B与被测件的被测面C发生空腔干涉，利用数字波面干涉仪测量；

步骤四：使用附加测试结果替代其对应原第二平面标准镜的工作面B与被测件的被测面C旋转后的测试结果，重新计算得到第一平面标准镜的工作面A、第二平面标准镜的工作面B和被测件的被测面C的绝对面形分布。